湖北汽車工業(yè)學(xué)院《編譯原理》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

自覺遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無(wú)效密自覺遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無(wú)效密封線第1頁(yè)，共3頁(yè)湖北汽車工業(yè)學(xué)院

《編譯原理》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______題號(hào)一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個(gè)小題，每小題2分，共30分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、在編譯原理中，語(yǔ)法分析器可以使用自頂向下分析和自底向上分析兩種方法。以下關(guān)于自頂向下分析的描述中，錯(cuò)誤的是？（）A.自頂向下分析是一種從語(yǔ)法的起始符號(hào)開始，逐步推導(dǎo)生成輸入字符串的方法B.自頂向下分析可以采用遞歸下降分析和LL(1)分析等具體方法C.自頂向下分析在分析過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)回溯現(xiàn)象，影響分析效率D.自頂向下分析只能用于分析上下文無(wú)關(guān)文法，對(duì)于上下文有關(guān)文法無(wú)法分析2、在語(yǔ)法分析中，自頂向下分析和自底向上分析是兩種常見的方法。假設(shè)我們要分析一個(gè)表達(dá)式的語(yǔ)法結(jié)構(gòu)，如“(2+3)*4”。如果采用自頂向下的分析方法，以下哪個(gè)步驟可能是首先進(jìn)行的？（）A.嘗試匹配乘法運(yùn)算B.嘗試匹配加法運(yùn)算C.確定整個(gè)表達(dá)式的結(jié)構(gòu)為一個(gè)乘法表達(dá)式D.從最內(nèi)層的括號(hào)表達(dá)式開始分析3、在編譯原理中，代碼優(yōu)化可以包括常量折疊、公共子表達(dá)式消除、死代碼消除等方面的內(nèi)容。以下關(guān)于公共子表達(dá)式消除的描述中，錯(cuò)誤的是？（）A.公共子表達(dá)式消除的主要任務(wù)是在編譯時(shí)找出并消除程序中的公共子表達(dá)式，以減少計(jì)算量B.公共子表達(dá)式消除可以提高程序的執(zhí)行效率，減少運(yùn)行時(shí)的計(jì)算量C.公共子表達(dá)式消除可以在中間代碼生成階段和代碼優(yōu)化階段進(jìn)行D.公共子表達(dá)式消除只能用于整數(shù)表達(dá)式和浮點(diǎn)數(shù)表達(dá)式，對(duì)于字符串表達(dá)式和布爾表達(dá)式無(wú)法進(jìn)行消除4、在自底向上的語(yǔ)法分析方法中，常用的算法是LR分析算法，以下關(guān)于LR分析的描述，正確的是？（）A.它可以處理所有的上下文無(wú)關(guān)文法B.不需要向前查看輸入符號(hào)C.分析表的構(gòu)造比較簡(jiǎn)單D.對(duì)文法的限制較少5、語(yǔ)法分析中的預(yù)測(cè)分析表是LL(1)分析法的重要組成部分。假設(shè)我們有一個(gè)語(yǔ)法規(guī)則集，要構(gòu)建預(yù)測(cè)分析表，以下哪個(gè)因素是關(guān)鍵的？（）A.每個(gè)非終結(jié)符的First集合和Follow集合B.終結(jié)符的數(shù)量C.非終結(jié)符的數(shù)量D.語(yǔ)法規(guī)則的數(shù)量6、對(duì)于編譯原理中的代碼生成算法，以下關(guān)于窺孔優(yōu)化（PeepholeOptimization）的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.窺孔優(yōu)化是在生成的目標(biāo)代碼的一個(gè)小窗口（窺孔）內(nèi)進(jìn)行局部的優(yōu)化B.它可以對(duì)相鄰的幾條指令進(jìn)行分析和替換，以提高代碼的效率C.窺孔優(yōu)化通常只關(guān)注指令的順序和組合，不涉及對(duì)變量和數(shù)據(jù)的重新分配D.這種優(yōu)化技術(shù)的效果非常有限，對(duì)整體程序性能的提升作用不大7、對(duì)于以下的文法規(guī)則

E->E+T|T

，

T->T*F|F

，

F->(E)|id

，要進(jìn)行自頂向下的語(yǔ)法分析，需要消除：（）A.左遞歸B.右遞歸C.公共前綴D.以上都不是8、中間代碼生成是編譯過(guò)程中的一個(gè)階段，其目的是便于代碼優(yōu)化和目標(biāo)代碼生成。對(duì)于以下的簡(jiǎn)單算術(shù)表達(dá)式：

(2+3)*4

，以下哪種中間代碼形式最有可能被生成？（）A.三地址碼：

t1=2+3;t2=t1*4;

B.后綴表達(dá)式：

23+4*

C.語(yǔ)法樹的形式D.直接生成目標(biāo)機(jī)器代碼9、在代碼生成階段，對(duì)于條件分支的實(shí)現(xiàn)，假設(shè)目標(biāo)機(jī)器提供了條件跳轉(zhuǎn)指令和條件選擇指令。以下哪種情況下使用條件選擇指令可能會(huì)更高效？（）A.分支條件的計(jì)算比較復(fù)雜B.分支的可能性比較均衡C.目標(biāo)機(jī)器對(duì)條件選擇指令有特殊的優(yōu)化D.以上情況都不一定能確定條件選擇指令更高效10、考慮下面的代碼片段：inta=5;intb=a+3;，在語(yǔ)義分析時(shí)，以下處理正確的是：（）A.檢查變量a的定義和使用是否合法，計(jì)算表達(dá)式a+3的值B.直接生成目標(biāo)代碼，不進(jìn)行任何語(yǔ)義檢查C.忽略變量的類型，只關(guān)注數(shù)值的計(jì)算D.以上說(shuō)法都不正確11、在編譯原理中，語(yǔ)義分析可以包括類型檢查、變量作用域檢查、表達(dá)式求值等方面的內(nèi)容。以下關(guān)于類型檢查的描述中，錯(cuò)誤的是？（）A.類型檢查的主要任務(wù)是檢查源程序中各種表達(dá)式的類型是否正確，如變量的類型是否與賦值語(yǔ)句的類型匹配等B.類型檢查可以在編譯的不同階段進(jìn)行，如詞法分析階段、語(yǔ)法分析階段、語(yǔ)義分析階段等C.類型檢查可以分為靜態(tài)類型檢查和動(dòng)態(tài)類型檢查兩種類型，靜態(tài)類型檢查在編譯時(shí)進(jìn)行，動(dòng)態(tài)類型檢查在運(yùn)行時(shí)進(jìn)行D.類型檢查可以完全避免程序中的類型錯(cuò)誤，保證程序的正確性12、在上下文無(wú)關(guān)文法中，判斷一個(gè)文法是否為L(zhǎng)L(1)文法是一個(gè)重要的問(wèn)題，以下關(guān)于LL(1)文法判定的描述，不正確的是？（）A.需要計(jì)算First集、Follow集和Select集B.如果存在沖突，則不是LL(1)文法C.判定過(guò)程比較復(fù)雜，但有明確的算法D.所有上下文無(wú)關(guān)文法都可以判定是否為L(zhǎng)L(1)文法13、語(yǔ)法分析是編譯過(guò)程中的關(guān)鍵步驟之一。對(duì)于上下文無(wú)關(guān)文法（CFG），以下敘述不正確的是：（）上下文無(wú)關(guān)文法通常用于描述程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的語(yǔ)法結(jié)構(gòu)。它由一組產(chǎn)生式組成，每個(gè)產(chǎn)生式定義了一個(gè)非終結(jié)符的替換規(guī)則。通過(guò)對(duì)輸入的單詞序列進(jìn)行語(yǔ)法分析，可以確定其是否符合給定的文法規(guī)則。常見的語(yǔ)法分析方法有自頂向下分析和自底向上分析，如遞歸下降法、LL(1)分析法、LR分析法等。那么，關(guān)于上下文無(wú)關(guān)文法，以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是：A.上下文無(wú)關(guān)文法可以描述具有嵌套結(jié)構(gòu)的語(yǔ)法規(guī)則B.對(duì)于一個(gè)給定的上下文無(wú)關(guān)文法，其語(yǔ)言是唯一確定的C.上下文無(wú)關(guān)文法不能描述所有的自然語(yǔ)言語(yǔ)法D.可以通過(guò)消除左遞歸和提取左公因子來(lái)優(yōu)化上下文無(wú)關(guān)文法14、在編譯原理中，關(guān)于代碼復(fù)用和代碼生成框架的描述，以下不正確的是：（）A.代碼復(fù)用可以提高編譯程序的開發(fā)效率和質(zhì)量B.代碼生成框架可以為不同的源語(yǔ)言和目標(biāo)機(jī)器提供統(tǒng)一的接口C.代碼復(fù)用和代碼生成框架只適用于大型編譯系統(tǒng)，小型編譯系統(tǒng)不需要D.合理使用代碼復(fù)用和代碼生成框架可以降低編譯系統(tǒng)的維護(hù)成本15、對(duì)于自底向上的算符優(yōu)先分析法，若存在歸約-歸約沖突，可能的解決方法是？（）A.引入新的算符B.改變優(yōu)先關(guān)系C.提取左因子D.以上都不對(duì)二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）詳細(xì)闡述在編譯過(guò)程中如何處理代碼的整數(shù)除法和乘法的優(yōu)化，考慮硬件特性和算法選擇。2、（本題5分）論述在編譯過(guò)程中如何處理代碼的指針類型轉(zhuǎn)換的安全性檢查和優(yōu)化，分析其潛在風(fēng)險(xiǎn)。3、（本題5分）論述在編譯中如何處理代碼的函數(shù)局部性優(yōu)化，包括指令局部性和數(shù)據(jù)局部性。三、分析題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）對(duì)于一個(gè)用C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)的隊(duì)列數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的程序，解釋編譯時(shí)對(duì)隊(duì)列操作的邊界情況處理和優(yōu)化。2、（本題5分）對(duì)于一個(gè)使用C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)圖的遍歷算法（如深度優(yōu)先搜索、廣度優(yōu)先搜索）的程序，全面剖析編譯時(shí)遍歷過(guò)程的實(shí)現(xiàn)、節(jié)點(diǎn)標(biāo)記和路徑記錄的方式。3、（本題5分）對(duì)于一個(gè)使用面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫(kù)操作的C++程序，深入探討編譯時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)接口和事務(wù)處理的處理機(jī)制。4、（本題5分）分析一段包含C語(yǔ)言位操作（如&、|、^等）和移位操作（<>）的代碼，闡述編譯時(shí)位操作的優(yōu)化、移位的邊界情況處理以及對(duì)硬件特性的利用。5、（本題5分）給定一個(gè)使用變長(zhǎng)參數(shù)函數(shù)（如printf）的程序，分析編譯器如何處理參數(shù)的傳遞和類型檢查，以及在不同平臺(tái)上的實(shí)現(xiàn)差異。四、綜合題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）設(shè)想有一個(gè)具有面向?qū)ο筇匦缘木幊陶Z(yǔ)言，支持類的繼承、多態(tài)和動(dòng)態(tài)綁定。在編譯這樣的語(yǔ)言時(shí)，對(duì)于類的定義和成員變量、方法的處理在詞法分析、語(yǔ)法分析和語(yǔ)義分析階段分別需要進(jìn)行哪些特殊的操作？如何在運(yùn)行時(shí)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)綁定，以及在編譯過(guò)程中如何生成相應(yīng)的代碼來(lái)支持這種特性？同時(shí)，考慮如何優(yōu)化對(duì)象的內(nèi)存布局和方法調(diào)用的效率。另外，當(dāng)存在多重繼承和菱形繼承結(jié)構(gòu)時(shí)，如何處理可能出現(xiàn)的名字沖突和二義性問(wèn)題？2、（本題10分）在一個(gè)編譯過(guò)程中，語(yǔ)義分析起著關(guān)鍵作用。對(duì)于一個(gè)包含數(shù)組操作和指針運(yùn)算的編程語(yǔ)言，詳細(xì)說(shuō)明在語(yǔ)義分析階段如何進(jìn)行類型檢查、越界檢查以及內(nèi)存管理的相關(guān)工作。舉例說(shuō)明在處理復(fù)雜的數(shù)組和指針表達(dá)式時(shí)可能遇到